[發(fā)明專利]常溫下對高溫工作機械作隨機振動試驗的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210552693.6
• 申請日: 2012-12-19
• 公開（公告）號: CN102967513A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李新運;黃偉東;韋亞;關(guān)新宇;蔣超
• 申請（專利權(quán)）人: 貴州永紅航空機械有限責(zé)任公司
• 主分類號: G01N3/32
• 分類號: G01N3/32
• 代理公司: 貴陽東圣專利商標(biāo)事務(wù)有限公司 52002
• 代理人: 楊云

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種對機械產(chǎn)品進行振動試驗的方法，尤其涉及一種將溫度因素轉(zhuǎn)化為振動試驗量值，從而在常溫下對機械產(chǎn)品進行隨機振動試驗的方法。

背景技術(shù)：許多高溫機械產(chǎn)品的失效都與隨機振動和工作溫度的綜合作用有關(guān)。在高溫環(huán)境中產(chǎn)品的材料強度會下降，在材料強度降低的情況下再經(jīng)機械振動，材料便會遭到破壞，導(dǎo)致產(chǎn)品失效；因此必須作隨機振動失效試驗。為此，國家標(biāo)準(zhǔn)《GJB150-1986》、《GJB150A-2009》分別推薦了“振動-溫度”綜合試驗法和“振動-噪聲-溫度”試驗法來模擬振動因素和溫度因素綜合作用對產(chǎn)品的影響。

“振動-溫度”試驗或“振動-噪聲-溫度”試驗雖能較真實的反映振動因素和溫度因素對產(chǎn)品的共同影響，但這兩種方法都必須采用專門的綜合試驗臺；而該類設(shè)備普遍只能適合于重量輕、尺寸小的產(chǎn)品，而且加溫幅度一般不高于180℃。對于大型試件，一般采用普通振動臺進行振動試驗，同時結(jié)合外圍加溫設(shè)備通過熱輻射的方式對試件進行加溫；此方法不僅需要額外配備加溫設(shè)備，而且溫度量值難以控制、最高溫度也受到限制。

目前，飛機上環(huán)控系統(tǒng)使用的散熱器重量一般達數(shù)十幾公斤、工作溫度達五百攝氏度以上。針對這樣的產(chǎn)品，溫度因素將導(dǎo)致產(chǎn)品材料強度有較大下降，在常溫下進行振動試驗已經(jīng)無法真實反映產(chǎn)品對振動環(huán)境的適應(yīng)性，只有進行“溫度-振動”綜合試驗才能充分考核產(chǎn)品。然而，由于此類產(chǎn)品工作溫度非常高，尺寸和重量較大，目前難以找到合適的試驗設(shè)備對其進行“振動-溫度”試驗。

發(fā)明內(nèi)容：針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷，本發(fā)明旨在提供一種常溫下對高溫工作機械作隨機振動試驗的方法，它是將溫度因素轉(zhuǎn)化為振動試驗量值，從而可在常溫下即可對機械產(chǎn)品進行隨機振動試驗。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：根據(jù)產(chǎn)品材質(zhì)在常溫下的材料強度以及在工作溫度下的材料強度，算出兩者的比值n，然后將該材料的隨機振動試驗譜曲線所對應(yīng)的縱坐標(biāo)值擴大n²倍，重新繪制隨機振動試驗譜曲線，按新繪制的隨機振動試驗譜曲線在常溫下對機械產(chǎn)品進行振動試驗；所述材料強度為產(chǎn)品材料的疲勞強度、或屈服強度、或拉伸強度。

在上述技術(shù)方案中，所述材料強度為產(chǎn)品材料的疲勞強度；若某種材料無疲勞強度數(shù)據(jù)，則可用屈服強度、或拉伸強度替代。

在作隨機振動試驗時，振動設(shè)備施加在產(chǎn)品上的力與振動試驗譜曲線的均方根加速度值A(chǔ)基本呈線性相關(guān)關(guān)系，而均方根加速度值等于隨機振動試驗譜曲線與橫軸圍成的面積S的二次方根；即：???????????????????????????????????????????????。材料在常溫下的強度要比高溫環(huán)境下提高n倍。為了抵消材料強度提高而帶來的試驗結(jié)果失真，需將振動設(shè)備施加在產(chǎn)品上的力也提高到n倍，即將均方根加速度值提高到n×A。為了提高均方根加速度的值，就須將隨機振動試驗譜曲線與橫軸圍成的面積須提高為n²×S，此時按照比例n²提高隨機振動譜曲線的縱軸值，即可達到提高該面積的目的。

與現(xiàn)有技術(shù)比較，本發(fā)明由于采用了上述技術(shù)方案，將溫度因素轉(zhuǎn)化為振動試驗量值，因此只需采用普通振動試驗設(shè)備即可模擬隨機振動及高溫環(huán)境兩種因素對產(chǎn)品的共同影響，從而在常溫下即可完成對機械產(chǎn)品進行隨機振動試驗；簡化了采用“振動-溫度”試驗方法對試驗設(shè)備的要求。

附圖說明：

圖1是某機械產(chǎn)品的隨機振動試驗譜曲線；

圖2是按照本發(fā)明方法重新繪制的某機械產(chǎn)品隨機振動試驗譜曲線。

具體實施方式：下面以某機械產(chǎn)品為例，結(jié)合附圖和具體的實施例對本發(fā)明作進一步說明：

實施例，某機械產(chǎn)品工作溫度534℃、使用材料為1Cr18Ni9Ti、該材料在常溫下的屈服強度為275MPa、在534℃下的屈服強度為176MPa，其隨機振動試驗譜曲線見圖1；具體步驟如下：

1）算出材料在常溫下屈服強度與在534℃下屈服強度的比值n=1.56；

2）將圖1中的縱坐標(biāo)量值擴大n²倍（即擴大2.434倍），重新繪制該機械產(chǎn)品的隨機振動試驗譜曲線，得圖2；

3）在常溫下，按照圖2對該機械產(chǎn)品進行隨機振動試驗。

按上述方法對該產(chǎn)品進行振動試驗，產(chǎn)品出現(xiàn)裂紋，且該裂紋與產(chǎn)品在實際使用過程中所產(chǎn)生的裂紋一致；而該產(chǎn)品按照圖1所示的曲線進行振動試驗，產(chǎn)品未見損傷；說明本發(fā)明方法有效。